飞机上的昼夜交替问题解析.doc

飞机上的昼夜交替问题解析 要弄明白这个问题，首先要搞清楚昼夜更替这种现象是如何产生的 我们每个人所处的位置（极点除外）都有一条纬线，并会随地球的自转向东沿纬线一起运动这时我们会在24小时内经过一次昼弧和夜弧，就经历了一个昼夜其实也可以理解为我们没动，但由于太阳东升西落，使晨昏圈也向西移我们也会在24小时内经过一次晨线和昏线，从而感觉到一个完整的昼和夜飞机的飞行就看飞机相对于晨昏线移动的速度了：同向相减，异向相加 现在让我们来讨论一下飞机上的情形 假设我们乘一架飞机在某地日落时起飞（也就是在昏线上）向西飞行，飞行速度与晨昏线西移速度一致，即每小时向西飞越15度经度，这时会发生什么现象呢？应该是飞机始终在昏线上，也就是在飞机上我们一直都会看到日落景观，即便飞行24小时也如此，不会有昼夜更替现象了 照此推理，我们将飞机速度增加一倍，即从昏线上起飞向西以每小时30度的经度跨度飞行，这时飞机就会超过昏线的西移速度进入昼半球，我们在飞机上看到的景观就日出，且是太阳在西边日出飞机每小时会比昏线西移多出15度的经度这样12小时后我们就飞到了晨线上方，这时我们发现太阳在东方地平线上。

但是很快就超越了晨线向西进入夜半球了也就是说我们这时看到日落了，而且是太阳从东方日落的这是不是很奇妙呀！再飞12小时，又到昏线上方了，也就是说飞机穿越夜半球又见到太阳从西边出来了至此我们经历了一个完整的昼和夜，也是24小时为周期的，只是见到了太阳西升东落再换一下，如果飞机在昏线上起飞并向东以每小时15度经度跨度飞行，这时由于昏线和晨线西移每小时15度经度，相当于飞机以每小时30度的经度跨度向东远离昏线并靠近晨线于6小时后达到晨线，见到日出，12小时后再次到达昏线见到日落，从而也经历一个完整的昼和夜，只不过这次只用了12小时就经历了一个昼和夜，比正常时间的24小时缩短了一半也就是说这样的话，我们在飞机上经历的一天就12小时了这一类地理测试题，常常令很多同学感到茫然无所适从其实这类题目的解决关键是要弄清以下三个问题：（1）地球的自转方向及角速度Φ0；　　（2）以地面为参照物的飞机绕地飞行方向及角速度Φ地；　　（3）以太阳为参照物的飞机绕地飞行方向及角速度Φ阳下面略举数例予以说明　　例题1.潍坊市四县（市）2004－2005学年度第一学期期中考试：　　在30°N纬线上，若飞机向东以15°/小时的速度飞行，那么飞机上的人将经历（ ）　　A.昼夜长短相等 B.昼夜长度均增加了一倍 C.昼夜长度均减小了一半 D.太阳永不西落或东升　　解析：以地面为参照物的飞机绕地飞行角速度Φ地=15°/小时；由于Φ地与Φ0方向一致，因而以太阳为参照物的飞机绕地飞行角速度Φ阳=Φ地与Φ0的叠加=Φ地+Φ0=15°/小时+15°/小时=30°/小时。

以太阳为参照物看到的飞机绕地飞行一周（即完成一个昼夜更替周期）所需的时间=360°÷30°/小时=12小时在飞机上一个昼夜更替周期变成了地面上的1/2，由于飞机运动是匀速的，所以飞机的昼夜各变为地面上的1/2.答案为C.　　例题2.一飞机沿赤道以555km/小时的速度向西飞行，乘客感觉到的昼夜长短是　　A.昼长约12小时，夜长约12小时 B.昼长约9小时，夜长约15小时　　C.昼长约18小时，夜长约18小时 D.昼长约18小时，夜长约6小时　　解析：赤道上经度相差1°的弧长为111km，那么以地面为参照物的该飞机绕地飞行角速度Φ地=（555÷111）°/小时=5°/小时；地球自转的角速度Φ0=15°/小时但由于飞机的飞行方向与地球自转方相反，且Φ地﹤Φ0，因此以太阳为参照物看到的飞机绕地飞行情况为：飞机绕地向东飞行，角速度Φ阳=Φ0-Φ地=（15-5）°/小时=10°/小时在飞机上一个昼夜更替周期=360°÷10°/小时=36小时在赤道上昼夜等长，所以乘客感觉到的昼长=夜长=36÷2=18小时答案为C.　　例题3.江苏省海安中学2005届高三年级调研考试：　　某飞机于2004年9月23日下午6时从北京机场起飞，自西向东环球一周，48小时后飞回北京机场。

下列说法可信的是：　　A.飞行员在飞行途中看到太阳一直在西边的地平线上　　B.在经过120°E、120°W和0°经线时都能看到日出　　C.在经过180°经线时看到了日落　　D.该飞机在飞行过程中经历了三个昼夜　　解析：以地面为参照物的该飞机绕地飞行角速度Φ地=360°÷48小时=7.5°/小时，飞行方向与地球自转方向一致　　以太阳为参照物看到的飞机绕地飞行情况为：飞机绕地向东飞行，角速度Φ阳=Φ地+Φ0=（7.5+15）°/小时=22.5°/小时在飞机上感觉到的昼夜更替周期=360°÷22.5°/小时=16小时，该飞机在飞行过程中经历的昼夜个数=48小时÷16小时=3.答案为D.例题4. 在30°N纬线上，若飞机向东以15°/小时的速度飞行，那么飞机上的人将经历（　）A、昼夜长短相等            B、昼夜长度均增加了一倍C、昼夜长度均减小了一半   　　 D、太阳永不西落或东升解析：以地面为参照物的飞机绕地飞行角速度V飞机=15°/小时；由于V飞机与V地球方向一致，因而以太阳为参照物的飞机绕地飞行角速度V太阳=V飞机+ V地球=15°/小时+15°/小时=30°/小时。

以太阳为参照物看到的飞机绕地飞行一周（即完成一个昼夜更替周期）所需的时间=360°÷30°/小时=12小时在飞机上一个昼夜更替周期变成了地面上的1/2，由于飞机运动是匀速的，所以飞机的昼夜各变为地面上的1/2答案为C巩固练习1.（2004届重庆市高三联合诊断性考试(第二次)）假设一探险者驾驶轻型飞机，以555千米／小时的速度向东环球飞行一周探险者在飞行过程中感觉到的昼夜长短情况是A．昼长约9小时，夜长约9小时B．昼长约12小时，夜长约12小时C. 昼长约10小时，夜长约11小时D．昼长约18小时，夜长约18小时2.有一架飞机在当地时间7月1日5时从旭日东升的A机场起飞，沿纬线向东飞行，一路上阳光普照，降落到B机场正值日落读下图完成(1)-(2)题1)降落到B机场时，当地时间为：（ ）A．7月2日11时 B．7月1日21时C．7月1日19时 D．6月30日19时(2)从A机场飞行到B机场经历的时间是：（ ）A．6小时 B．10小时 C．14小时 D．22小时答案: 1. A 2. (1) D (2) A方法归纳: ①物体向东运动时，昼夜交替周期小于一个太阳日V地球  =15°/时  V物体>0°/时     V太阳=15°/时+ V物体  ,( V地球为地球的自转角速度；V物体为以地面为参照物的物体绕地角速度；V太阳为以太阳为参照物的物体绕地角速度；物体昼夜交替周期=360°÷V太阳<24小时②物体向西运动时：其绕地球运行角速度为V太阳=︱V物体-V地球 ︱。

a. 若物体运动角速度小于15°/h，则V太阳< V地球, 则昼夜交替周期大于1个太阳日b. 若物体运动角速度等于15°/h，则V太阳=0, 则物体运动与太阳保持相对静止，无昼夜交替现象c. 若物体运动角速度大于15°/h，但小于30°/h，则V太阳<15°/h, 昼夜交替周期大于1个太阳日d. 若物体运动角速度等于30°/h，则V太阳= 15°/h, 则昼夜交替周期等于1个太阳日e. 若物体运动角速度大于30°/h，则V太阳>15°/h, 则昼夜交替周期小于1个太阳日《飞机飞行与昼夜长短》专题训练1．一飞机沿赤道以555km/小时的速度向西飞行，乘客感觉到的昼夜长短是昼长约12小时，夜长约12小时 B、昼长约9小时，夜长约15小时 C、昼长约18小时，夜长约18小时 D、昼长约18小时，夜长约6小时 ．飞行员能观测到的日出、日落次数是A．一次日出，一次日落 B．两次日落，一次日出C．两次日出，一次日落 D．零次日出，一次日落．观察者在飞机上看到的昼夜更替时间为A．6小时 B．8小时 C．12小时 D．24小时?(潍坊市四县(市)2004—2005学年度第一学期期中考试)?在30°N纬线上，若飞机向东以15°/小时的速度飞行，那么飞机上的人将经历A、昼夜长短相等B、昼夜长度均增加了一倍C、昼夜长度均减小了一半D、太阳永不西落或东升一飞机沿赤道以555km/小时的速度向西飞行，乘客感觉到的昼夜长短是A、昼长约12小时，夜长约12小时B、昼长约9小时，夜长约15小时C、昼长约18小时，夜长约18小时D、昼长约18小时，夜长约6小时假设一探险者驾驶轻型飞机沿赤道以555千米／小时的速度向东环球飞行一周。

探险者在飞行过程中感觉到的昼夜长短情况是（ ） A．昼长约9小时，夜长约9小时 B．昼长约12小时，夜长约12小时 C. 昼长约10小时，夜长约11小时? D．昼长约18小时，夜长约18小时)某飞机于2004年9月23日下午6时从北京机场起飞,自西向东环球一周,48小时后飞回北京机场下列说法可信的是A、飞行员在飞行途中看到太阳一直在西边的地平线上B、在经过120°E、120°W和0°经线时都能看到日出C、在经过180°经线时看到了日落D、该飞机在飞行过程中经历了三个昼夜有一架飞机在当地时间7月1日5时从旭日东升的A机场起飞，沿纬线向东飞行，一路上阳光普照，降落到B机场正值日落读下图完成8～9题8．降落到B机场时，当地时间为（ ）A．7月2日11时 B．7月1日21时C．7月1日19时 D．6月30日19时9．从A机场飞行到B机场经历的时间是（ ）A．6小时 B．10小时 C．14小时 D．22小时读“某地区等高线地形图”，假设一探险者驾驶轻型飞机从图中的P地出发，以555千米/小时的速度向东环球飞行一周。

读图完成10～11题10．探险者在飞行过程中感觉到的昼夜长短情况是A.昼长约9小时，夜长约9小时 B.昼长约12小时，夜长约12小时C.昼长约36小时，夜长约36小时 D.昼长约18小时，夜长约18小时A．昼夜更替比一个太阳日短，将钟表每小时拔快一小时B．昼夜更替比一个太阳日长，将钟表每小时拔快一小时C．昼夜更替比一个太阳日短，将钟表每小时拔快二小时D．昼夜更替比一个太阳日长，将钟表每小时拨慢一小时14.假如某人乘坐一飞行器自东向西飞行，每小时跨15个经度，那么他将会看到下列哪种现象（ ）A 白昼和夜晚都会减半 B 白昼和夜晚都会特别长C 白昼和夜晚相等 D 太阳永不西落或永不东升北京时间3月21日12时，一架飞机从某机场（120°E，22°N）起飞，沿纬线圈向东作环球航行，12小时后返回原地，据此回答15～16题15．飞行员能观察到的日落次数是（ ）A．一次日出，一次日落B．两次日出，一次日落C．0次日出，一次日落D．一次日出，两次日落16．飞机上的昼夜更替时间为（ ）A．6小时B．8小时C．12小时D．24小时17. 一架飞机于当地时间6月22日12时从60°N某地沿纬线向东匀速飞行，24小时后返回原地，下列叙述正确的是（ ） A、飞机上的人经历了两次日出日落 B、飞机上的人看到了一次日出日落现象C、飞机上的人感觉太阳一直在正南方 D、飞机上的人测得昼夜长度基本相等。